pdf 2002 (260 pages, 1 Mo) - Henri Garreta

Colophon
Choisie délibérément hors propos, l'illustration de couverture est un dessin réalisé par l'auteur à
la mine de graphite sur papier Canson en 1987, d'après une photographie ancienne. Il représente le
yacht de course de 106 tonnes Valdora participant à une régate dans la rade de Cowes en 1923.
Construit vingt ans plus tôt, et d'abord gréé en yawl, Valdora remporta plusieurs trophées avant
d'être regréé en ketch en 1912 avec la voilure de 516 m² que l'on voit sur le dessin.
Ce superbe voilier, très estimé par ses équipages pour son bon comportement à la mer, a navigué
pendant près d'un demi-siècle.
2. G.Swinnen – A.Downey – J.Elkner : Apprendre à programmer avec Python

Apprendre à programmer avec Python
Notes de cours
par Gérard Swinnen
professeur et conseiller pédagogique
Institut St Jean Berchmans - Ste Marie
59, rue des Wallons - B4000 Liège
Ces notes peuvent être téléchargées librement depuis le site :
http://www.ulg.ac.be/cifen/inforef/swi
Une part importante est adaptée du texte :
How to think like a computer scientist
de Allen B. Downey, Jeffrey Elkner & Chris Meyers
disponible sur : http://rocky.wellesley.edu/downrey/ost
ou : http://www.ibiblio.org/obp
Copyright (C) 2000-2002 Gérard Swinnen
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G.Swinnen – A.Downey – J.Elkner : Apprendre à programmer avec Python 3.

Introduction
Les présentes notes ont été rédigées à l'intention des élèves qui suivent le cours Programmation
et langages de l'option Sciences & informatique au 3edegré de transition de l'enseignement
secondaire belge. Il s'agit d'un texte expérimental et provisoire, qui s'inspire largement de plusieurs
documents disponibles sur l'internet.
Nous proposons dans ces notes une démarche d'apprentissage non linéaire qui est très
certainement critiquable. Nous sommes conscients qu'elle apparaîtra un peu chaotique aux yeux de
certains puristes, mais nous l'avons voulue ainsi parce que nous sommes convaincus qu'il existe de
nombreuses manières d'apprendre (pas seulement la programmation, d'ailleurs), et qu'il faut accepter
d'emblée ce fait établi que des individus différents n'assimilent pas les mêmes concepts dans le
même ordre. Nous avons donc cherché avant tout à susciter l'intérêt et ouvrir un maximum de
portes, en nous efforçant tout de même de respecter les principes directeurs suivants :
L'apprentissage que nous visons doit être adapté au niveau de compréhension et aux
connaissances générales d'un élève moyen. Nous nous refusons d'élaborer un cours qui soit
réservé à une "élite" de petits génies.
Dans cette option d'études et à ce niveau, l'apprentissage doit rester généraliste : il doit mettre en
évidence les invariants de la programmation et de l'informatique, sans se laisser entraîner vers
une spécialisation quelconque.
Les outils utilisés au cours de l'apprentissage doivent être modernes et performants, mais il faut
aussi que l'élève puisse se les procurer en toute légalité à très bas prix pour son usage personnel.
Toute notre démarche d'apprentissage repose en effet sur l'idée que l'élève devra très tôt mettre en
chantier des réalisations personnelles qu'il pourra développer à sa guise.
L'élève qui apprend doit pouvoir rapidement réaliser de petites applications graphiques.
Les étudiants auxquels on s'adresse sont en effet fort jeunes (en théorie, ils sont à peine arrivés à
l'âge ou l'on commence à pouvoir faire des abstractions). Dans ce cours, nous avons pris le parti
d'aborder très tôt la programmation d'une interface graphique, avant même d'avoir présenté
l'ensemble des structures de données disponibles, parce que nous observons que les jeunes qui
arrivent aujourd'hui dans nos classes "baignent" déjà dans une culture informatique à base de
fenêtres et autres objets graphiques interactifs. S'ils choisissent d'apprendre la programmation, ils
sont forcément impatients de créer par eux-mêmes des applications (peut-être très simples) où
l'aspect graphique est déjà bien présent. Nous avons donc choisi cette approche un peu
inhabituelle afin de permettre à nos élèves de se lancer très tôt dans de petits projets personnels
attrayants par lesquels ils puissent se sentir valorisés, mais nous leur imposerons cependant de
réaliser leurs projets sans faire appel à l'un ou l'autre de ces environnements de programmation
sophistiqués qui écrivent automatiquement de nombreuses lignes de code, parce que nous ne
voulons pas non plus masquer la complexité sous-jacente.
Dans notre démarche, nous souhaitons aussi familiariser les étudiants le plus tôt possible avec le
concept informatique d'objet, approché par étapes successives. Nous leur ferons d'abord utiliser
en abondance divers types d'objets préexistants (et notamment des objets graphiques), afin qu'ils
apprennent à exploiter petit à petit les méthodes et attributs de ces objets. La construction
d'objets personnalisés ne sera envisagée que plus tard, et progressivement, lorsque nous serons
assurés que les notions de base sont déjà bien en place.
4. G.Swinnen – A.Downey – J.Elkner : Apprendre à programmer avec Python

Choix d'un premier langage de programmation
Il existe un très grand nombre de langages de programmation, chacun avec ses avantages et ses
inconvénients. L'idéal serait certainement d'en utiliser plusieurs, et nous ne pouvons qu'encourager
les professeurs à présenter de temps à autre quelques exemples tirés de langages différents. Il faut
cependant bien admettre que nous devons avant tout viser l'acquisition de bases solides, et que le
temps dont nous disposons est limité. Dans cette optique, il nous semble raisonnable de n'utiliser
d'abord qu'un seul langage, au moins pendant la première année d'études.
Mais quel langage allons-nous choisir pour commencer ?
Nous avons personnellement une assez longue expérience de la programmation sous Visual
Basic (Micro$oft) et sous Clarion (Top$peed). Nous avons aussi expérimenté quelque peu sous
Delphi (Borl@nd). Il était donc naturel que nous pensions d'abord à l'un ou l'autre de ces langages
(avec une nette préférence pour Clarion qui reste malheureusement peu connu).
Si l'on souhaite les utiliser comme outils de base pour un apprentissage général de la
programmation, ces langages présentent toutefois deux gros inconvénients :
Ils sont liés à des environnements de programmation (c.à.d. des logiciels) propriétaires.
Cela signifie donc, non seulement que l'institution scolaire désireuse de les utiliser devrait
acheter une licence d'utilisation de ces logiciels pour chaque poste de travail (ce qui peut encore
se concevoir), mais surtout que les élèves voulant utiliser leur nouvelle compétence ailleurs qu'à
l'école seraient implicitement forcés d'en acquérir eux aussi des licences, ce que nous ne pouvons
pas accepter.
Ce sont des langages spécifiquement liés au seul système d'exploitation Window$. Ils ne sont pas
"portables" sur d'autres systèmes (Un!x,M@c, etc.). Cela ne cadre pas avec notre projet
pédagogique qui ambitionne d'inculquer une formation générale (et donc diversifiée) dans
laquelle les invariants de l'informatique seraient autant que possible mis en évidence.
Nous avons alors décidé d'examiner l'offre alternative, c.à.d. celle qui est proposée gratuitement
dans la mouvance de l'informatique libre1. Ce que nous avons trouvé nous a enthousiasmés : non
seulement il existe dans le monde de l'Open Source des interpréteurs et des compilateurs gratuits
pour toute une série de langages, mais le véritable cadeau consiste dans le fait que ces langages sont
modernes, performants, portables (c.à.d. utilisables sur différents systèmes d'exploitation tels que
Window$, Linux, M@cOS ...), et fort bien documentés.
Le langage dominant y est sans conteste C/C++. Ce langage s'impose comme une référence
absolue et tout informaticien sérieux doit s'y frotter tôt ou tard. Il est malheureusement très
rébarbatif et compliqué, trop proche de la machine. Sa syntaxe est peu lisible et fort contraignante.
La mise au point d'un gros logiciel écrit en C/C++ est longue et pénible. (Les mêmes remarques
valent aussi dans une large mesure pour le langage Java).
1 Un logiciel libre (Free Software) est avant tout un logiciel dont le code source est accessible à tous (Open source).
Souvent gratuit (ou presque), copiable et modifiable librement au gré de son acquéreur, il est généralement le produit
de la collaboration bénévole de centaines de développeurs enthousiastes dispersés dans le monde entier. Son code
source étant "épluché" par de très nombreux spécialistes (étudiants et professeurs universitaires), un logiciel libre se
caractérise la plupart du temps par un très haut niveau de qualité technique. Le plus célèbre des logiciels libres est le
système d'exploitation GNU/Linux, dont la popularité ne cesse de s'accroître de jour en jour.
G.Swinnen – A.Downey – J.Elkner : Apprendre à programmer avec Python 5.